當我們醒著時，大腦將對外界的感官經驗轉為特定模式的神經活動。海馬迴（hippocampus）對於貯存這些感官經驗的模式扮演著很重要的角色。到了晚上，海馬迴將我們日間貯存的記憶重新喚起，並且將這些記憶轉錄到大腦貯存長期記憶的新皮質區域（neocortical brain regions）。這樣的過程就好比定期將電腦做備份的概念，海馬迴每晚也在做同樣的事。
科學家在大鼠腦中的海馬迴植入微絲紀錄器（microwires）以觀察海馬迴的神經活動。在大鼠清醒時，海馬迴就好像是大鼠的 GPS，將動物自身的位置記錄在位置細胞（place cells）。每個位置細胞都偏好特定的位置，當大鼠沿著特定的軌跡走時，對應的位置細胞會被激發（圖 A）。當大鼠睡眠時，這些位置細胞會以同樣的順序活化，重塑的神經模式和大鼠沿著軌跡跑時相同（圖 B）。這個神經的重播過程就是大鼠對於近期經驗的記憶，科學家也認為其為系統性長期記憶的主要驅動力。
Daniel Bendor 在美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology；MIT）研究了大鼠的海馬迴與記憶：大鼠在清醒的時候被放在一條直線軌道中，試驗開始時，他們聽到兩種聲音的其中一種。聽到代表右邊的聲音（sound R）時，他們要往右方跑才能拿到獎勵；聽到代表左邊的聲音（sound L）時，則必須往左邊跑。完成試驗後，在大鼠睡覺時，反覆播放兩種聲音。當大鼠在非快速動眼期（non-REM）時，記憶會重複播放，不過，在聽到其中一個聲音時，重播的記憶會偏向聲音所對應的方向。也就是說，在聽到 R 聲音時，紀錄軌道右方的位置細胞會有比較大的機會被活化；聽到 L 聲音時則是記錄右邊的位置細胞較可能活化（圖 C）。這個和感官線索相關之記憶重播偏好（cue-dependent bias）的現象只發生在睡眠時。
這個研究顯示，讓感官線索和某個行為互相配對，如果這個感官線索在睡眠時也同時出現，就可以增強記憶的整合。所以下次睡覺的時候，不妨伴著背景音樂入睡，最好是平常讀書所聽到的音樂，說不定你可以記得更牢。
圖片說明： (A) 大鼠所在位置（上）與位置細胞的活性（下）；(B) 在睡眠時的依照順序的記憶重播現象； (C) 大鼠在被訓練過後，睡眠時會隨著聽到的聲音而有較高的機率活化對應該聲音的位置細胞。圖片來源：http://goo.gl/DgHKYo
參考文獻：
- Bendor, D., & Wilson, M. A. (2012). Biasing the content of hippocampal replay during sleep. Nature Neuroscience, 15(10), 1439-1444. doi:10.1038/nn.3203
撰稿｜紀威佑
